Smart Patch – Từ Cảm Biến Xúc Giác Đến Hỗ Trợ Dẫn Đường

Công nghệ này được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của giáo sư John A. Rogers tại Đại học Northwestern, tiếp nối từ dự án "epidermal VR" được giới thiệu năm 2019. Nguyên mẫu ban đầu là một miếng dán đàn hồi mỏng, có chứa các bộ rung điện tử siêu nhỏ điều khiển không dây, giúp tái tạo cảm giác chạm trên da.

Với phiên bản mới, nhóm nghiên cứu đã nâng cấp công nghệ này với 19 bộ truyền động từ tính nằm trong một màng silicone linh hoạt. Không chỉ có khả năng rung, các bộ truyền động này còn có thể vặn xoắn để tạo cảm giác kéo da theo chiều ngang, hoặc di chuyển lên xuống, tạo áp lực dọc theo bề mặt da. Điều này giúp mô phỏng cảm giác chạm đa hướng chính xác hơn bao giờ hết.

Công Nghệ Tiết Kiệm Năng Lượng Với Cơ Chế Khóa Kép

Một trong những đột phá lớn nhất của Smart Patch là thiết kế bistable – cho phép các bộ truyền động giữ nguyên trạng thái mà không tiêu tốn năng lượng. Khi chúng ấn xuống, áp lực lên da sẽ duy trì ngay cả khi không cấp điện. Khi một lượng điện nhỏ được kích hoạt để giải phóng, năng lượng đàn hồi của da sẽ đẩy bộ truyền động trở lại vị trí ban đầu, tiết kiệm điện năng tối đa.

Nhờ cơ chế này, Smart Patch có thể hoạt động lâu hơn nhiều lần so với các công nghệ mô phỏng xúc giác khác mà không cần sạc pin thường xuyên.

Ứng Dụng Trong VR Và Hỗ Trợ Người Khiếm Thị

Với khả năng tái tạo cảm giác chạm trong môi trường ảo, Smart Patch có thể được tích hợp vào các hệ thống VR, giúp người dùng thực sự cảm nhận bề mặt vật thể hoặc tương tác vật lý với không gian ảo. Ngoài ra, công nghệ này còn có thể truyền tải cảm giác chạm từ xa, cho phép hai người ở hai địa điểm khác nhau cảm nhận chạm vào nhau trong thời gian thực.

Một ứng dụng đầy hứa hẹn khác là hỗ trợ người khiếm thị điều hướng không gian. Trong một thử nghiệm, người tham gia bịt mắt đeo Smart Patch để di chuyển qua các chướng ngại vật. Cảm biến LiDAR trên smartphone sẽ phát hiện vật cản và truyền tín hiệu đến miếng dán, tạo ra cảm giác áp lực nhẹ ở bên trái hoặc phải để hướng dẫn họ. Nếu người thử nghiệm tiếp tục đi về phía chướng ngại vật, áp lực sẽ tăng dần và tập trung vào trung tâm, cảnh báo về nguy hiểm phía trước.

Theo giáo sư John Rogers:

“Chúng tôi đã chứng minh rằng hệ thống này có thể mang lại một dạng ‘thị giác’ cơ bản, nơi những người bị suy giảm thị lực có thể cảm nhận môi trường xung quanh thông qua tín hiệu xúc giác thay vì thị giác.”

Tương Lai Của Smart Patch

Công nghệ này mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng, từ giải trí VR, giao tiếp từ xa, hỗ trợ y tế, đến việc cải thiện khả năng định hướng cho người khiếm thị. Với thiết kế linh hoạt và khả năng hoạt động bền bỉ, Smart Patch có thể trở thành một trong những công nghệ xúc giác đột phá nhất trong thập kỷ tới.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong khoa học xúc giác và tương tác thực tế ảo.